Projet de diplôme Bachelor Projet de diplôme Bachelor

25 mars 2011
Système de mesure pour lentilles intraoculaires
Projet de
diplôme
Bachelor
Heig-vd
Technologies Industrielles (TIN)
Microtechnique
AGHAMAHDI Mohammad Sajad
Professeur responsable
:
Mayor Jean-Michel
& Zago Lorenzo
Mandant du projet :
Swiss Advanced Vision SA (SAV)
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AGHA
Rapport complet
Sur
Système de mesure pour lentilles intraoculaires
multifocales
Projet de
diplôme
Bachelor
Technologies Industrielles (TIN)
AGHAMAHDI Mohammad Sajad
:
& Zago Lorenzo
Swiss Advanced Vision SA (SAV)
HAMAHDI
M. Sajad
Système de mesure pour lentilles intraoculaires

Système de mesure pour lentilles intraoculaires multifocales
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Table des matières Page
1 Listes des figures ........................................................................... 5
2 Listes des tableaux ......................................................................... 6
3 Introduction ..................................................................................... 7
3.1 Objectifs du projet ........................................................................ 8
3.2 Cahier des charges ...................................................................... 9
4 Qu’est ce que la cataracte ? ......................................................... 10
5 Techniques de chirurgie de la cataracte ..................................... 11
5.1 Technique opératoire ................................................................. 12
5.2 Les implants ............................................................................... 13
6 Rappel théorique ........................................................................... 14
6.1 Dioptrie ...................................................................................... 14
6.2 Théorie des lentilles minces ....................................................... 14
6.3 Aberrations optiques .................................................................. 15
6.3.1 Aberration sphérique ............................................................................. 15
6.3.2 Aberration de coma ............................................................................... 16
6.4 Œil ............................................................................................. 17
6.4.1 Milieux transparents de l’œil ................................................................. 18
6.4.2 Œil réduit ............................................................................................... 18
6.5 Profondeur de champ ................................................................ 19
6.6 Diffraction par une ouverture circulaire ....................................... 20
6.7 Fonction d’étalement du point .................................................... 21
6.8 Fréquences spatiales ................................................................. 22
6.9 Fonction de transfert de modulation ........................................... 23
7 Méthodologie de mesure .............................................................. 26
8 Le logiciel Zemax .......................................................................... 26
9 Le logiciel WinLens ....................................................................... 29
10 Mesures des lentilles sur l’interféromètre IOLA ...................... 30
10.1 Interféromètre de Moiré ........................................................... 30
10.2 Principe de mesure sur IOLA .................................................. 30

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10.3 Matériel et instrumentation ...................................................... 31
10.4 Schéma optique de l’IOLA ....................................................... 32
10.5 Déroulement de la manipulation .............................................. 33
10.5.1 Étape des manipulations ................................................................... 33
10.5.2 Liste des lentilles mesurées ............................................................... 35
10.6 Résultats ................................................................................. 35
10.7 Courbes comparatifs ............................................................... 36
11 Banc de test de l’HEIG ............................................................... 37
11.1 Détails des composants .......................................................... 38
11.2 Schéma du banc de test de l’HEIG ......................................... 39
11.3 Détails du logiciel .................................................................... 40
12 Caractérisation de la cuvette par l’interféromètre ................... 43
13 Mesures de lentilles ................................................................... 46
13.1 Procédure des mesures sur le banc ........................................ 47
13.2 Mesurer les lentilles dans l’air ................................................. 49
13.3 Mesurer les lentilles dans BSS ................................................ 50
13.4 Analyse des résultats .............................................................. 53
13.5 Mesurer les lentilles derrière une cornée artificielle ................. 55
14 Projet d’un banc d’essais amélioré .......................................... 58
14.1 Analyse critique du banc existant ............................................ 58
14.2 Catalogue des solutions .......................................................... 60
14.3 Choix de conception ................................................................ 62
14.3.1 Explication du design final ................................................................. 63
14.3.2 Sous assemblage caméra ................................................................. 65
14.3.3 Sous assemblage Beam expander .................................................... 65
14.3.4 Pièces à commander ......................................................................... 66
14.3.5 Pièces à fabriquer .............................................................................. 67
15 Traitement automatique des mesures par Matlab ................... 68
15.1 Analyse critique du logiciel sous Matlab .................................. 68
15.2 Améliorations du Code ............................................................ 69
16 Conclusion ................................................................................. 75

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16.1 Etat actuel du système ............................................................ 75
16.2 Remerciements ....................................................................... 75
17 Références ................................................................................. 76
18 Annexes ...................................................................................... 76
18.1 Plans des pièces du nouveau banc ......................................... 77
18.2 La mise en plan des pièces utilisées ....................................... 78
18.3 La Datasheet de la caméra utilisée ......................................... 79
18.4 Les mesures effectuée sur l’IOLA ........................................... 80
18.5 La mise en plan de la lentille biconvexe .................................. 81
18.6 L’indice de réfraction ............................................................... 82

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1 Listes des figures
Figure 1 : Implant de lentille intraoculaire ................................................................................. 7
Figure 2 : Banc de test optique réalisé par Monsieur Bazzan .................................................... 8
Figure 3 : Œil normal a) et œil de cataracte b) ......................................................................... 10
Figure 4 : Cristallin opacifié a) et implant intraoculaire mise en place b) ............................... 11
Figure 5 : Aspiration du cristallin ............................................................................................ 12
Figure 6 : Mise en place d’un implant intraoculaire ............................................................... 12
Figure 7 : Implants intraoculaires ............................................................................................. 13
Figure 8 : Types de lentilles simples réalisées avec des surfaces sphériques .......................... 15
Figure 9 : Aberrations sphériques ............................................................................................ 16
Figure 10 : Aberrations de coma .............................................................................................. 16
Figure 11 : Structure de l’œil humain ...................................................................................... 17
Figure 12 : Visualisation d’un faisceau parallèle à travers de l’œil ......................................... 17
Figure 13 : Indice de réfraction de tous les milieux de l’œil .................................................... 18
Figure 14 : Œil réduit ............................................................................................................... 19
Figure 15 : Mise au point ......................................................................................................... 20
Figure 16 : Profondeur de champ ............................................................................................. 20
Figure 17 : Tache d’Airy .......................................................................................................... 21
Figure 18 : PSF ......................................................................................................................... 21
Figure 19 : Mire placée entre la lentille et l’observateur ......................................................... 23
Figure 20 : Succession de niveau d’intensité ........................................................................... 23
Figure 21 : Diffraction de la lumière à gauche et la tache d’Airy à droite ............................... 24
Figure 22 : Diminution de l’intensité globale en augmentant la fréquence ............................. 24
Figure 23 : MTF ....................................................................................................................... 25
Figure 24 : Interface du logiciel ZEMAX ................................................................................ 27
Figure 25 : Modélisation d’une lentille plan-convexe ............................................................. 27
Figure 26 : Layout 2D et 3D .................................................................................................... 28
Figure 27 : Fenêtre d’exportation des fichiers depuis le logiciel WinLens ............................ 28
Figure 28 : WinLens ................................................................................................................. 29
Figure 29 : Réseau des franges ................................................................................................. 30
Figure 30 : Schéma optique de l’IOLA .................................................................................... 32
Figure 31 : Etape des manipulations ........................................................................................ 33
Figure 32 : Cuvette avec un support U à gauche et un support prisme à droite ....................... 34
Figure 33 : Cuvette dans l’IOLA avec les axes d’alignement .................................................. 34
Figure 34 : MTF comparatif ..................................................................................................... 36
Figure 35 : Banc de test de l’HEIG .......................................................................................... 37
Figure 36 : Laser-Filtre-Beam expander .................................................................................. 38
Figure 37 : Diaphragme-Cuvette .............................................................................................. 38
Figure 38 : Objectif-Caméra .................................................................................................... 39
Figure 39 : Schéma du banc de l’HEIG ................................................................................... 39
Figure 40 : Interface graphique avant la connexion de la caméra ............................................ 40
Figure 41 : Interface graphique après la connexion de la caméra mais avant la focalisation .. 41
Figure 42 : Interface graphique après la focalisation ............................................................... 41
Figure 43 : Interface graphique des analyses ........................................................................... 42
Figure 44 : Cuvette de l’HEIG ................................................................................................. 43
Figure 45 : Dimensions en [mm] de la cuvette d’HEIG .......................................................... 43
Figure 46 : Interféromètre de Michelson .................................................................................. 44
Figure 47 : Franges observées sur l’interféromètre de Michelson ........................................... 44
Figure 48 : Cuvette placée dans le bras No 1 de l’interféromètre de Michelson ..................... 45